[发明专利]根部曲线式等厚叠加板簧夹紧切线弧高的仿真验算法

说明书

本发明涉及根部曲线式等厚叠加板簧夹紧切线弧高的仿真验算法，属于悬架钢板弹簧技术领域。本发明可根据板簧片数，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，骑马螺栓夹紧距，对根部曲线式等厚叠加板簧在中心穿装栓夹紧后的首片板簧的预夹紧切线弧高和在骑马螺栓装配夹紧后的首片板簧的装配夹紧切线弧高进行仿真验算。通过样机试验可知，本发明所提供的根部曲线式等厚叠加板簧切线弧高的仿真验算法是正确的，为根部曲线式等厚叠加板簧切线弧高的仿真验算提供了可靠的技术方法。利用该方法可确保首片板簧的装配夹紧切线弧高满足设计要求，提高产品设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品设计及试验费用，加快产品开发速度。

技术领域

本发明涉及车辆悬架钢板弹簧，特别是根部曲线式等厚叠加板簧夹紧切线弧高的仿真验算法。

背景技术

多片叠加板簧是车辆悬架弹簧中应用非常广泛的零部件，通常为了改进生产工艺，提高板簧生产效率，采用等厚板簧，且各片板簧进行一次曲面成型加工，即根部曲线式等厚板簧；并通过各片板簧的各自不同自由切线弧高及曲率半径，确保在中心穿装栓夹紧后的首片板簧的预夹紧切线弧高及在骑马螺栓装配夹紧后的首片板簧的装配夹紧切线弧高满足设计要求；同时，使首片或前几片板簧产生一定的预夹紧压应力，从而提高板簧可靠性和使用寿命。对应给定设计结构参数及自由切线弧高的各片板簧，是否满足首片板簧的装配夹紧切线弧高的设计要求，必须对其进行仿真验算。然而，据所查资料可知，因受各片板簧自由切线弧高与中心穿装栓夹紧后的预夹紧切线弧高和骑马螺栓装配夹紧后的装配夹紧切线弧高之间关系，及骑马螺栓弧高影响系数计算的制约，先前国内外一直未曾给出可靠的根部曲线式等厚叠加板簧夹紧切线弧高的仿真验算法，不能满足车辆快速发展及对悬架板簧现代化CAD设计的要求。随着车辆行驶速度及其对平顺性和安全性要求的不断提高，对根部曲线式等厚叠加板簧提出了更高的要求，因此，必须建立一种准确、可靠的根部曲线式等厚叠加板簧夹紧切线弧高的仿真验算法，满足车辆行业快速发展、车辆行驶平顺性和安全性，确保根部曲线式等厚叠加板簧的首片板簧的装配夹紧切线弧高满足设计要求，提高产品的设计水平、可靠性和使用寿命及车辆行驶安全性；同时，降低产品的设计及试验费用，加快产品开发速度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可靠的根部曲线式等厚叠加板簧夹紧切线弧高的仿真验算法，其设计流程图，如图1所示。各片板簧以中心穿装孔对称的结构，其骑马螺栓装配夹紧后的一半对称的结构示意图如图2所示。板簧片数为n，各片板簧厚度相等，采用一次曲面成型加工工艺，即根部曲线式等厚叠加板簧。板簧的宽度为b，弹性模量为E。各片板簧的厚度为h，各片板簧的一半作用长度为L_iT。通过各自不同自由切线弧高及曲率半径的各片板簧，确保在中心穿装栓夹紧后的首片板簧的预夹紧切线弧高和在骑马螺栓装配夹紧后的首片板簧的装配夹紧切线弧高满足设计要求；同时，各片板簧的预夹紧应力满足设计要求。骑马螺栓夹紧距的一半为L₀，各片板簧的自由切线弧高为H_gi0，i＝1,2,…,n，中心穿装栓夹紧后的首片板簧的预夹紧切线弧高为H_gF1，骑马螺栓装配夹紧后的首片板簧的装配夹紧切线弧高为H_gC1。根据板簧片数，各片板簧的结构参数及自由切线弧高的设计值，骑马螺栓夹紧距，对根部曲线式等厚叠加板簧在中心穿装栓夹紧后的预夹紧切线弧高和在骑马螺栓装配夹紧后的装配夹紧切线弧高进行仿真验算，确保骑马螺栓装配夹紧后的首片板簧的装配夹紧切线弧高满足设计要求。

为解决上述技术问题，本发明所提供的根部曲线式等厚叠加板簧夹紧切线弧高的仿真验算法，其特征在于采用以下仿真验算步骤：

(1)根部曲线式等厚叠加板簧的各片板簧自由曲率半径R_i0的计算：

根据板簧片数n，各片板簧的一半作用长度L_iT，各片板簧的自由切线弧高的设计值H_gi0，对根部曲线式等厚叠加板簧的各片板簧的自由曲率半径R_i0进行计算，i＝1,2,…,n，即